近日,我院於中良副教授(校青年百人特聘研究员)在国际顶级期刊《Advanced Materials》(IF=26.8)和一区Top期刊《Nano research》(IF=9.0)发表系列研究论文,分别题为“Unprecedented Superelasticity in Mo17O47/MoS2 Core-Shell Nanowires”和“Mechanical Properties and Deformation Mechanisms of Single-Crystal 1D/2D MoO2 Nanostructures”。
氧化钼(MoOₓ)因其在光电、催化、传感及能源领域的应用潜力而备受关注,其性能与晶体结构和化学计量比密切相关。然而,对其本征力学行为,特别是变形机制的认知不足限制了实际应用。
本研究聚焦于中间相Mo17O47和金红石结构MoO2的低维纳米结构,合成了高质量单晶Mo17O47和MoO2纳米线。通过原子力显微镜纳米压痕、扫描电镜原位弯曲测试,结合力学理论模型与第一性原理计算,表征了其杨氏模量、强度和失效应变等关键力学性能,发现Mo17O47纳米线展现出优异的超弹性,可承受高达35%的弯曲应变并完全恢复(图1),远超已报道的无机纳米线极限。第一性原理计算揭示其机制源于[001]晶向化学键与范德华相互作用的可逆转换:弯曲时面外Mo-O键断裂导致晶体解理成层,层间范德华力维持承载;卸载后化学键自发重构,结构完全恢复。该机制有效突破了无机材料高模量与脆性之间的固有矛盾,为开发高可靠性柔性电子、光电器件及耐疲劳能源器件奠定了理论和材料基础。

我院於中良副教授为论文第一作者/通讯作者,北京大学韦小丁教授和国家纳米科学中心王斌研究员是共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和扬州大学青年百人拔尖人才计划的支持。
论文链接:https://www.sciopen.com/article/10.26599/NR.2025.94907506 和 https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202509648